제조업은 에너지를 대량으로 소비하는 산업 중 하나입니다. 예를 들어, 방문했던 열처리 전문 기업 한 곳은 전기료가 저렴한 야간에만 설비를 운영하고 있었습니다. 국내 굴지의 가스 생산 기업 중 하나는 매출액의 35% 이상을 전기요금으로 지불하고 있고요. 이렇듯 전기, 가스, 원자재 등의 에너지를 효율적으로 관리하지 않으면 비용 부담이 커지고 환경에도 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이에 따라 많은 기업이 스마트팩토리를 도입해 에너지 절감과 비용 혁신을 동시에 실현하고 있습니다. 이번 포스팅에서는 스마트팩토리가 어떻게 에너지 절감을 돕는지, 그리고 제조업에서 실질적으로 에너지를 절감할 수 있는 방법을 살펴보겠습니다.

1. 스마트팩토리란 무엇인가?

스마트팩토리(Smart Factory)란, IoT(사물인터넷), AI(인공지능), 빅데이터, FEMS(공장 에너지 관리 시스템) 등의 기술을 활용하여 공장의 생산성을 극대화하고, 에너지를 효율적으로 관리하는 시스템을 의미합니다. 기존의 공장이 노동집약적이고 수동적인 운영 방식이었다면, 스마트팩토리는 데이터 기반의 자동화 및 최적화된 에너지 관리를 가능하게 합니다.

스마트팩토리 개념 (출처 : smart-factory.kr)

2. 스마트팩토리가 에너지 절감에 기여하는 방법

2.1 FEMS(공장 에너지 관리 시스템) 도입

FEMS(Facility Energy Management System)는 공장에서 사용되는 에너지를 실시간으로 모니터링하고, 분석하여 최적의 에너지 사용 패턴을 제안하는 시스템입니다. 이를 통해 기업은 불필요한 에너지 낭비를 줄이고, 전력 소비를 최적화할 수 있습니다.

달리웍스의 FEMS 솔루션 EnergyQ의 대시보드

FEMS의 주요 기능:

– 에너지 사용량 실시간 모니터링

– 비효율적인 설비 및 공정 탐지

– 자동 최적화 알고리즘 적용

– 에너지 절감 목표 설정 및 성과 분석

2.2 IoT 센서를 활용한 에너지 최적화

스마트팩토리에서는 IoT 센서를 활용해 각 기계와 설비의 전력 사용량을 실시간으로 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 온도, 습도, 기계 가동률 데이터를 분석하여 불필요한 전력 소비를 감지하고, 필요한 경우 자동으로 기계를 조정할 수 있습니다.

​IoT를 활용한 에너지 절감 사례:

– 공장의 조명과 냉난방 시스템을 자동화하여 낭비되는 전력 최소화

– 설비의 가동률을 실시간으로 분석하여 비효율적인 기계 운영 개선

– 이상 징후 발생 시 즉각적인 알림을 보내 불필요한 에너지 소비 차단

2.3 AI 기반 에너지 절감 예측 및 최적화

인공지능(AI)을 활용하면 공장의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 이를 바탕으로 에너지 절감 시나리오를 자동으로 생성할 수 있습니다. AI는 빅데이터를 학습하여 언제, 어디서, 얼마나 많은 에너지가 사용되는지 예측하고 최적화 방안을 추천합니다.

​예를 들어, AI는 다음과 같은 분석을 수행할 수 있습니다.

– 특정 시간대에 전력 사용량이 급증하는 이유 분석

– 공정 변경을 통해 전력 피크(peak)를 분산하는 방법 제안

– 설비 유지보수 시점을 예측하여 불필요한 가동 및 에너지 낭비 방지

3. 제조업에서 실질적으로 에너지를 절감하는 방법

3.1 스마트 조명 및 자동화 냉난방 시스템 도입

공장의 조명과 냉난방 시스템은 전체 에너지 소비에서 큰 비중을 차지합니다. 스마트팩토리에서는 LED 조명과 자동화 냉난방 시스템을 도입하여 에너지 절감 효과를 극대화할 수 있습니다. 제주도의 한 식품 제조업체는 스마트 공조 시스템을 도입한 후 전력 소비량을 30% 절감하는 성과를 거두었습니다.

​3.2 공정 개선 및 자동화 장비 활용

기존의 공정에서 낭비되는 에너지를 분석하고, 자동화 장비를 활용하여 에너지 효율적인 생산 환경을 구축할 수 있습니다. 특히, FEMS와 연계된 생산 관리 시스템을 활용하면 공정별 에너지 사용량을 정확히 파악하고, 비효율적인 공정을 최적화할 수 있습니다.

​3.3 에너지 효율이 높은 장비 도입

구형 장비보다 고효율 장비 및 에너지 절약형 설비를 도입하면 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 특히 모터, 압축기, 냉각 시스템 등의 설비는 신기술이 적용된 모델로 교체할 경우 상당한 에너지 절감 효과를 기대할 수 있습니다. 정부에서는 ‘스마트 생태 공장’ 구축사업을 통해 온실 가스 저감 및 에너지 효율이 높은 설비로의 교체를 지원하고 있죠.

4. 결론: 에너지 절감과 스마트팩토리의 미래

스마트팩토리는 단순히 자동화를 위한 기술이 아니라, 제조업의 비용 절감과 지속 가능성을 동시에 실현할 수 있는 핵심 솔루션입니다. 특히, FEMS, IoT, AI를 활용하면 에너지 절감 효과를 극대화할 수 있으며, 이를 통해 기업의 생산성을 높이고, 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

​앞으로 제조업에서 스마트팩토리의 도입은 더욱 활발해질 것이며, 이를 기반으로 한 친환경 공장 구축이 기업의 경쟁력을 좌우하는 요소가 될 것입니다.

다음 포스팅에서는 “FEMS를 활용한 스마트팩토리 에너지 절감 기술”에 대해 더욱 깊이 알아보겠습니다!